Упаковка на основе пластика или волокна, устройство, способ и система беспроводной передачи данных этой упаковкой
Согласно изобретению, предложена упаковка на основе пластика или волокна, содержащая интерфейс для стыковки и соединения съемного модуля с упаковкой на основе пластика или волокна, причем модуль имеет беспроводной передатчик, а интерфейс имеет проводники для передачи информации об упаковке на основе пластика или волокна от этой упаковки в указанный модуль. Вариант осуществления настоящего изобретения также включает модуль, систему и программные средства. Вариант осуществления изобретения относится к «интеллектуальной» упаковке (smart package), управлению таковой и различным вариантам применениям таковой. 4 н. и 26 з.п. ф-лы,12 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к упаковке на основе пластика или волокна. Кроме того, настоящее изобретение относится к устройству беспроводной передачи данных упаковкой на основе пластика или волокна. Настоящее изобретение также относится к способу и реализующим указанный способ программным средствам беспроводной передачи данных упаковкой на основе пластика или волокна. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе беспроводной передачи данных упаковкой на основе пластика или волокна.
Уровень техники
Существующая упаковка на основе пластика или волокна (или на основе волокнистых материалов, бумаги и т.п.), предназначенная для упаковывания товаров и предметов, условия применения и хранения которых необходимо отслеживать, контролировать и анализировать, требует участия человека или ручной обработки данных. К примерам такой упаковки относятся упаковка лекарственных препаратов, пищевая упаковка, различные виды упаковки для товаров и т.д. Для надлежащего применения и соблюдения условий использования упакованных товаров требуется обеспечить непрерывный контроль таких характеристик, как вскрытие, процедура применения, срок хранения, возможность хранения, температура упаковки, обращение с упаковкой, а также за прочими факторами. При этом основная проблема использования и применения такого рода информации заключается в необходимости передачи, сбора и получения данных об упаковке.
Известные средства для решения этой задачи предложены компанией Cypak и заключаются в применении специального считывателя или считывающего устройства. Однако данное считывающее устройство является исключительно специализированным аппаратом, подходящим только для определенного типа упаковки, совместимой с этим считывающим устройством. Следовательно, территория, где получается необходимая информация, например в лечебном учреждении или в аптеке, должна быть оборудована специальным считывающим устройством, которое может считывать данные с упаковки, допустим, указания по применению на упаковке лекарственного препарата. Тот факт, что считывающее устройство должно быть индивидуального изготовления и специально разрабатываться для рассматриваемой упаковки, является недостатком. Другой недостаток этого известного средства для решения указанной задачи состоит в том, что упаковка должна содержать встроенный стационарный передатчик (и, возможно, приемник), предназначенный для обмена информацией между упаковкой и считывающим устройством, причем передатчик может быть, например, специально встроен в упаковку и может поддерживать технологию радиочастотной идентификации RFID (radio frequency identification) и т.п. Кроме того, пользователи, например персонал аптеки или магазина, должны быть обучены порядку эксплуатации устройства считывания.
На практике, наличие отдельного считывателя в этом известном средстве для решения указанной задачи является недостатком, так как, например совокупная стоимость данного средства составляет существенную часть от стоимости всей упаковки; устройство считывания может быть утеряно, что потребует приобретение нового; пользователей необходимо обучать порядку эксплуатации считывателя;
использование считывателя сопряжено с действием человеческого фактора, то есть осуществляется вручную, и т.д. Все это требует применения дорогостоящих, сложных и/или сложновнедряемых технологий в отношении как упаковки, так и, собственно, считывающего устройства.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании средств для непрерывного контроля упаковки, имеющих преимущества и большую пользу.
Первый аспект настоящего изобретения состоит в том, что предложена упаковка на основе пластика или волокна, содержащая интерфейс для стыковки и соединения, съемным образом, модуля с упаковкой на основе пластика или волокна, причем данный модуль имеет беспроводной передатчик, а интерфейс и упаковка имеют проводники для передачи информации об упаковке на основе пластика или волокна от этой упаковки в указанный модуль.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, что предложена система, содержащая упаковку на основе пластика или волокна; модуль; сервер, причем интерфейс, предусмотренный в упаковке на основе пластика или волокна, предназначен для стыковки и соединения указанного модуля с указанной упаковкой, при этом данный модуль имеет беспроводной передатчик, а интерфейс имеет проводники для передачи информации об упаковке на основе пластика или волокна от этой упаковки в указанный модуль и далее в указанный сервер посредством беспроводного передатчика, в результате чего эти данные поступают в указанный сервер.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, что предложен способ, включающий: получение информации через интерфейс, предназначенный для стыковки и соединения, съемным образом, модуля с упаковкой, причем модуль имеет беспроводной передатчик, а указанная упаковка на основе пластика или волокна имеет проводники для передачи информации об упаковке; передачу данных, полученных от упаковки на основе пластика или волокна, через указанный интерфейс в указанный модуль.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, что предложена программа, содержащая программные логические средства для беспроводной передачи данных упаковкой на основе пластика или волокна и обеспечивающая: прием данных через интерфейс, предназначенный для стыковки и соединения, съемным образом, модуля с упаковкой на основе пластика или волокна, причем модуль имеет беспроводной передатчик, а указанная упаковка на основе пластика или волокна имеет проводники для передачи информации об упаковке; передачу данных, полученных от упаковки на основе пластика или волокна, через указанный интерфейс в указанный модуль.
Множество различных вариантов осуществления изобретения позволяют осуществлять непрерывный контроль упаковки на основе пластика или волокна, что характеризуется рядом преимуществ. Кроме того, предпочтительная конструкция характеризуется наличием проводников, выполненных средствами печатной электроники, например в упаковке или в интерфейсе, и позволяет беспроводным способом передавать в систему, связанную с данными об упаковке, информацию, полученную по этим проводникам, посредством подсоединенного съемного модуля.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание вариантов осуществления изобретения, сопровождаемое примерами со ссылками на соответствующие чертежи.
Фиг.1 показывает пример упаковки на основе пластика или волокна со стыкуемым и соединяемым с нею съемным модулем, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.2а-2d показывают некоторые из вариантов осуществления изобретения, в которых модуль может стыковаться с упаковкой различными способами.
Фиг.3 показывает в качестве примера систему, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.4 показывает в качестве примера модуль, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.5 показывает в качестве примера вариантов осуществления изобретения проводники, напечатанные на упаковке.
Фиг.6 показывает микроконтроллер, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.7а и 7b показывают интерфейс между упаковкой и модулем, согласно одному варианту осуществления изобретения.
Фиг.8 показывает в качестве примера вариант осуществления изобретения, в котором упаковка может быть больше или значительно больше стыкуемого с ней съемного модуля.
Осуществление изобретения
Ниже приведено описание изобретения на основе некоторых вариантов его осуществления. Один вариант осуществления изобретения относится к упаковке на основе пластика или волокна и к обеспечению беспроводной передачи данных об упаковке от этой упаковки. Вариант осуществления изобретения позволяет изготавливать и использовать упаковку на основе пластика или волокна для непрерывного контроля приема лекарственных препаратов, вскрытия упаковки, повреждения упаковки, срока хранения пищевых продуктов, температуры и др. В одном варианте осуществления изобретения имеется возможность использовать упаковку на основе пластика или волокна с печатными проводниками (или проводами), например из картона или пластика, для повторного применения. Упаковка содержит интерфейс, предназначенный для стыковки и соединения съемного модуля с упаковкой на основе пластика или волокна. Модуль содержит беспроводной передатчик, а интерфейс содержит проводники для передачи данных об упаковке от упаковки на основе пластика или волокна в модуль. Упаковка имеет один или несколько блоков проводников, выполненных средствами печатной электроники или прикрепленных на упаковке, для сбора и передачи данных об упаковке. Эти блоки для сбора данных об упаковке могут представлять собой, например выключатели, переключатели, датчики и т.д. Таким образом, съемный модуль с блоком беспроводного передатчика может соединяться и стыковаться с упаковкой на основе пластика или волокна. Модуль получает данные об упаковке от блока с печатными проводниками. Модуль соединяется с приемником системы беспроводным способом, причем в приемник системы может передаваться по меньшей мере часть данных об упаковке. Так, модуль с блоком беспроводного передатчика передает в систему данные об упаковке или информацию, относящуюся к содержимому упаковки. Указанный модуль также может содержать другие компоненты стандартного назначения, например блок памяти, центральный процессор или специализированные интегральные схемы и т.п. Кроме того, модуль содержит источник питания, например аккумулятор. В одном варианте осуществления изобретения процессор может быть предназначен для управления потреблением тока модулем с целью уменьшения расхода энергии и оптимизации режима его работы, например путем активирования процессором передатчика или блока памяти модуля при получении команды или сигнала активации. Такой режим работы способствует уменьшению потребления энергии.
В одном варианте осуществления изобретения имеется упаковка, например упаковка лекарственного препарата, продуктов питания и др., и требуется получение информации об этой упаковке и/или о ее содержимом. Упаковка имеет встроенную стыковочную станцию для модуля. В таком варианте осуществления изобретения отдельный соединитель или отдельное считывающее устройство не требуется. Упаковка имеет стыковочную станцию, или соединитель, или передаточную станцию для подсоединения модуля для беспроводной передачи данных, например по радиоканалу мобильной связи. Таким образом, стыковочная станция находится в упаковке, и к ней может подсоединяться относительно небольшой модуль с картой мобильной связи, например модуль стандарта GSM (от англ. global system for mobile communications - глобальный стандарт цифровой мобильной связи), GPRS (от англ. general packet radio service - пакетная радиосвязь общего пользования) или 3G (от англ. third generation - технология мобильной связи третьего поколения). Так, применение в упаковке печатных проводников или средств печатной электроники обеспечивает экономически целесообразную конструкцию. Проводники печатаются непосредственно на упаковке и соединяют стыковочную станцию со средствами упаковки, выполненными с применением печатной электроники. В одном варианте осуществления изобретения проводники напечатаны на пластике или волокне. В другом варианте осуществления изобретения, дополнительно к вышеуказанному или независимо от него, проводники напечатаны на контурной ячейковой упаковке, например на алюминиевой фольге упаковки лекарственного препарата. Таким образом, проводники выполняют функцию носителей информации. Упаковка также может иметь такую конструкцию, при которой пластиковая или волоконная часть содержит проводники и служит одновременно подложкой и проводниковым носителем информации. В ином случае пластиковая или волокнистая часть упаковки не содержит проводники и служит подложкой, а функции носителя информации выполняет контурная ячейковая часть. В одном варианте осуществления изобретения проводники могут стыковаться с упаковкой, например ленточные проводники из ламинированного алюминия могут стыковаться с упаковкой или быть встроенными в нее.
В одном варианте осуществления изобретения упаковка содержит интегральную микросхему компании Cypak, которая передает данные в модуль по проводникам, выполненным в упаковке на основе пластика или волокна средствами печатной электроники. Для передачи данных в сервер в модуле используется канал мобильной связи. Это позволяет, например, передавать данные от упаковки медицинских препаратов в пункты здравоохранения. В ином случае интегральная микросхема компании Cypak не применяется, а модуль соединяется посредством печатных проводников. В этом случае упаковка содержит выключатели и т.п., выполненные средствами печатной электроники, и передает данные непосредственно в стыковочную станцию и в соединенный с ней модуль.
На фиг.1 показан вариант осуществления упаковки 100 на основе пластика или волокна со стыкуемым или соединяемым съемным модулем 104. Упаковка 100 на основе пластика или волокна содержит проводники 101, напечатанные на картоне, например выключатели, провода, электронные части или их фрагменты и т.п., выполненные средствами печатной электроники или подобными средствами. На фиг.1 упаковка 100 отсоединена от модуля 104, вследствие чего интерфейс 102 не активен, и информация, например в виде тока или импульсов, между упаковкой 100 и модулем 104 не передается. Предпочтительно, что упаковка 100 может быть отсоединена от модуля 104, и модуль 104 может не являться фиксированной или неотъемлемой частью упаковки 100.
На фиг.2 упаковка 100 состыкована с модулем 104. Таким образом, упаковка 100 соединена с модулем 104. При этом через интерфейс 102 от упаковки 100 в модуль 104 может передаваться информация 106. Например, информацию 106, скажем в виде электрического тока, через интерфейс 102 получают и передают в модуль 104 печатные проводники 101 в упаковке 100. В ином случае, когда модуль 104 соединен и состыкован с упаковкой 100, через интерфейс 102 по проводникам 101 упаковки информация 106 загружается в модуль 104.
Модуль 104 может стыковаться с упаковкой 100 различными способами. Некоторые примеры изображены на фиг.2а-2d, и настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления изобретения, которые служат только для иллюстрации разнообразных способов применения данного изобретения. Как показано на фиг.2а, упаковка 100 может соединяться с модулем 104 путем непосредственной стыковки. Упаковка 100 может быть изогнута так, что для модуля 104 обеспечивается стыковочная станция. В этом случае упаковка создает опору модулю 104, а также механически стыкуется с ним. Упаковка 100 может вставляться в модуль 104 таким образом, что упаковка и/или модуль 104 стыкуются и обеспечивают друг другу опору. Как показано на фиг.2 с, модуль 104 может иметь прорезь или выемку, в которую может вставляться упаковка 100 и в которой упаковка 100 может фиксироваться. Как показано в примере на фиг.2d, упаковка 100 может захватывать модуль 104 и соединяться с ним через интерфейс 102. Дополнительные примеры стыковки и соединения упаковки 100 и модуля 104 приведены со ссылками на фиг.7 и/или 8.
На фиг.3 показана система, в которой модуль 104, соединенный с упаковкой 100, передает информацию 106, связанную с упаковкой 100, в сервер 200 беспроводным способом 201. Информация 106 передается в модуль 104. Модуль 104 получает информацию 106 от упаковки 100. Модуль 104 устанавливает с сервером 200 беспроводное соединение 201. Беспроводное соединение может являться соединением стандарта GSM, GPRS или 3G или прочим подобным соединением. Информация передается по соединению 201 в сервер, который получает данную информацию. Информация от упаковки 100, таким образом, может использоваться системой. Предпочтительно, что в системе используются стандарты, не требующие применения отдельного считывающего устройства, при этом модуль 104 может непосредственно передавать данные в сервер 200. Например, так в пункт здравоохранения может передаваться информация о медицинском препарате, принимаемом пациентом, о времени приема и т.п. Аналогичным образом в складскую систему магазина могут поступать данные о перевозке, температуре или состоянии упаковки или иная связанная с ней информация.
В одном варианте осуществления изобретения для передачи информации 106 от модуля 104 в сервер 200 беспроводным способом 201 может предпочтительно использоваться текстовое сообщение или аналогичное короткое сообщение, передаваемое беспроводным способом, например SMS-сообщение (от англ. short messaging service - служба коротких сообщений). При этом предпочтительно, чтобы пользователи, в частности (в отдельном конкретном случае) пациенты, могли быть безошибочно идентифицированы посредством SIM- карты (от англ. subscriber identification module - модуль идентификации абонента) путем пакетной передачи данных. Таким образом, пользователи SMS также могут безошибочно идентифицироваться системой. Предпочтительно, что SIM-карта может использоваться для надежной аутентификации и идентификации.
На фиг. 3 сигнал 201, поступающий от модуля 104, регистрируется приемником в сервере 200. В ином случае сервер 200 может рассматриваться как центральный. В одном варианте осуществления изобретения сервер 200 входит в состав маршрутизатора, или центрального сервера, или компьютера, или аналогичного оборудования. Приемник сервера располагается рядом с модулем 104, чтобы обеспечивалась беспроводная передача данных, например модуль может находиться в зоне покрытия сети мобильной связи. При использовании маршрутизатора сигнал 201 передается от приемника в первый маршрутизатор, затем в следующий маршрутизатор и так далее до тех пор, пока не поступит в сервер 200.
В одном варианте осуществления изобретения сервер 200 содержит приемник, причем сервер 200 может являться терминалом беспроводной связи, оборудованным необходимой считывающей и системной аппаратурой, или может быть стационарным блоком, от которого информация передается по проводам в центральный терминал или сервер. Получаемый терминалом сигнал обрабатывается программными средствами, и информация, например данные о медицинском препарате, автоматически направляется в соответствующую систему, допустим в информационную систему пункта здравоохранения или в систему обработки данных о пациентах.
На фиг. 4 в качестве примера приведен вариант осуществления модуля 104. Данный модуль содержит источник питания 1042, модем 1044 и микроконтроллер 1040. Модуль 104 заключен в кожух и является переносным, с ним можно производить различные манипуляции независимо и отдельно от упаковки 100. Модем 1044 в модуле 104 может предназначаться для осуществления мобильной связи, например, стандарта GSM, GPRS, 3G и т.п. Предпочтительно, что в одном варианте осуществления модуль 104 представляет собой пластиковый модуль в кожухе для передачи данных сети GPRS, соответствующей стандартам CE/EN (европейские стандарты), стыкуемый с «интеллектуальной» пользовательской упаковкой 100, например упаковкой медицинского препарата. В одном примере может применяться 4-частотный модуль GPRS. Предпочтительно, что для минимизации потребления электроэнергии модулем 104 большую часть времени он находится в выключенном состоянии и при необходимости активируется микроконтроллером 1040. Микроконтроллер 1040 может являться, например 8-битовым устройством. Микроконтроллер 1040 соединяется с упаковкой 100 через интерфейс 102. Микроконтроллер 1040 получает от упаковки 100 информацию 106, на основе которой он управляется. В одном варианте осуществления изобретения микроконтроллер 1040 получает данные о приеме таблеток из упаковки лекарственного препарата, информация от которой поступает по печатным проводникам 101 упаковки 100, и распознает, например нажатие кнопок на упаковке. На основе информации 106 микроконтроллер управляет, например следующими процессами, параметрами и устройствами:
питание, аккумулятор, реальное время, напоминания, сигнальные оповещения, передача данных в модуль 104 и др. Таким образом, упаковка может содержать только печатные проводники 101 и может не содержать активных электронных элементов. Например, в случае упаковки лекарственного препарата речь может идти о наборе кнопок и распознавании выдавливания таблеток. Для контроля состояния 36 кнопок (или выдавливания 36 таблеток) упаковка может содержать, например 12 или 10 выходных линий. В данном случае модуль 104 может обеспечивать непрерывный контроль приема таблеток на протяжении суток, при этом программные средства микроконтроллера 1040 регистрируют приблизительное время суток, соответствующее приему таблетки, например с точностью до часа. Предпочтительно, что, с целью уменьшения расхода электроэнергии и прочих затрат, электронные компоненты микроконтроллера 1040 не содержат точного генератора импульсов реального времени, однако синхронизация времени происходит при установке соединения модемом 1044, при этом отсчет времени производится только посредством недорогого внутреннего тактового генератора микроконтроллера 1040. Таким образом, генератор импульсов времени модуля 104 отсчитывает время с достаточной точностью.
На фиг.4 показано, что модуль 104 содержит источник питания 1042, например литийионный аккумулятор, обеспечивающий электроэнергией модуль 104. Потребляемый ток модуля 104 управляется 8-битовым микроконтроллером 1040. Большую часть времени микроконтроллер 1040 держит мобильный модем 1044 в выключенном состоянии. Сеанс связи осуществляется, например только один раз или два раза в сутки. В этот момент микроконтроллер 1040 активируется и затем посылает команду для активации модема 1044. При активном соединении потребляемый ток увеличивается и составляет, например около 200-500 мА. В определенный интервал времени соединения значение потребляемого тока также может составлять 100 мА, что уменьшает расход электроэнергии источника питания 1042.
Таким образом, связь может устанавливаться, например один раз в сутки. Естественно, возможны другие периоды, и настоящее изобретение не ограничивается приведенными здесь примерами. Так, соединение может устанавливаться редко, например один раз в сутки, и/или длительность этого соединения может быть по необходимости малой. Кроме того, может приниматься в расчет мощность сигнала и пропускная способность сети мобильной связи.
Микроконтроллер 1040 модуля 104 производит сбор информации 106, полученной от проводника 101 упаковки 100. Например, микроконтроллер 1040 может собирать данные о событиях, таких как прием таблеток, а также регистрировать нажатия на кнопки путем вывода микроконтроллера 1040 из спящего режима по прерыванию. При поступлении входного сигнала по проводнику 101, например импульса, данный входной сигнал передается в микроконтроллер. В противном случае микроконтроллер продолжает оставаться в спящем режиме с малым энергопотреблением. В ином случае микроконтроллер 1040 управляет проводниками 101 также и в спящем режиме. Микроконтроллер 1040 также может поддерживать отсчет приблизительного реального времени. На основе этого времени может, например регистрироваться прием таблеток. При необходимости счетчик времени может быть сброшен при установке соединения с сервером 200. При этом генератор импульсов времени даже невысокой точности обеспечивает достаточно точный контроль времени.
В одном варианте осуществления изобретения модуль 104 может формировать пакет данных для пересылки в виде небольшого файла. В период активного соединения для связи с сервером 200, в который должен передаваться файл посредством мобильной сети, модуль 104 использует модем 1040. В то же время, значение таймера импульсов времени в модуле 104 может синхронизироваться с информацией о времени, поступающей от сервера 200.
Модуль 104 содержит электронные средства, необходимые для функционирования упаковки 100 и аккумулятора 1042, обеспечивающего питанием модуль 104. Модуль 104 соединяется непосредственно с напечатанными на упаковке проводниками 101 через интерфейс 102. Предпочтительно, что при опорожнении упаковки 100 модуль 104 может устанавливаться на другую упаковку 100'. Таким образом, многоразовый модуль 104 подлежит повторному применению и не наносит вреда окружающей среде.
В некоторых вариантах осуществления изобретения аккумулятор 1042 в модуле 104 может характеризоваться следующими параметрами продолжительности работы:
| Емкость аккумулятора, мА·ч | Срок службы, сут. | Срок службы, мес. |
| 750 | 110 | 3,5 |
| 1000 | 150 | 5,0 |
| 1200 | 175 | 5,7 |
| 1500 | 220 | 7,0 |
В этих примерах срок службы аккумулятора 1042 рассчитан на работу при активном соединении в течение одной минуты за сутки. Приведенные выше значения не ограничивают изобретение и не являются обязательными, напротив, они могут варьироваться в зависимости от продолжительности соединения, потребления электроэнергии, периода соединения и т.д.
В одном варианте осуществления изобретения модем 1044 является 4-полосным модемом (850/900/1800/1900). Модуль 104 далее содержит кожух, посредством которого он стыкуется с упаковкой 100. Кроме того, модуль 104 содержит аккумулятор 1042, цепи заряда и экранирования, радиоантенну, сигнальный громкоговоритель (аудио) и соединитель для SIM-карты. Физические размеры модуля 104 могут составлять, например 33 мм × 33 мм × 3,3 мм. Естественно, модуль может иметь другие размеры, и изобретение не ограничивается указанными значениями размеров. В зависимости, например от габаритов аккумулятора 1042, размеры кожуха могут составлять 60 мм × 40 мм × 8 мм или 60 мм × 40 мм × 4 мм.
В одном варианте осуществления изобретения емкость аккумулятора 1042 составляет 1 500 мА·ч при жестких требованиях к передаче данных от упаковки 100 в сервер 200. Естественно, емкость аккумулятора 1042 может варьироваться в зависимости от различных вариантов применения упаковки 100. Например, если от аккумулятора 1042 подводится питание также и к упаковке 100, а модуль содержит микроконтроллер 1040, управляющий энергопотреблением, может обеспечиваться сбережение электроэнергии, и емкость аккумулятора 1042 может быть уменьшена до 750 мА·ч и до меньших значений. Таким образом, при необходимости, срок службы аккумулятора может превышать один год. Емкость аккумулятора 1042 не является ограничивающим фактором в отношении настоящего изобретения, а может варьироваться в зависимости от различных вариантов применения. Предпочтительно, что микроконтроллер 1040 управляет функционированием модуля 104 и упаковки 100 в энергосберегающем режиме.
На фиг.5 показан пример применения изобретения, в котором проводники 101, напечатаны на упаковке 100. В примере, показанном на фиг.5, проводники 101 выполнены на упаковке 100 средствами печатной технологии. Проводники 101 содержат, например 32 кнопки или выключателя, напечатанные на упаковке 100, которые могут находиться в состоянии «замкнуто», или «разомкнуто», или в других состояниях. Данные от кнопок или выключателей передаются по последовательной шине от упаковки 100 в модем 1044 модуля 104, из которого они поступают в сервер 200. Микроконтроллер 1040 может идентифицировать использованную кнопку или использованный выключатель, а также зарегистрировать время использования. Например, связь может устанавливаться два раза в сутки. Передаваемые данные могут содержать информацию о времени использования и идентификационную метку соответствующего выключателя или соответствующей кнопки. При этом в сервере 200 обеспечивается идентификация события, произошедшего с упаковкой 100. Предпочтительно, что подобным же образом может производиться идентификация SIM-карты.
В одном примере объем единовременно передаваемых данных может составлять 16 кб. В сервер 200 также может поступать информация о температуре. Таким образом, в одном варианте осуществления изобретения приблизительное время ожидания и работы за один эксплуатационный цикл заряженного аккумулятора модуля 104 может составлять не менее 4-5 недель.
На фиг.5 показано, что проводники 101 образуют резисторную матрицу выключателей. В ином случае проводники 101 могут непосредственно использоваться для формирования выдавливаемых выключателей. Кроме того, модуль 104 может содержать звуковой сигнализатор для подачи звукового сигнала, если, например, за определенный период времени по проводникам 101 не поступила информация 106, так как пациент, скажем, забыл принять таблетку. Предпочтительно, что проводники 101 могут быть напечатанными на упаковке 100, что характеризуется экономической целесообразностью. Значения электрических величин, которыми характеризуется работа проводников 101, могут составлять, например около 3 В и 40-80 мкА. Кроме того, предпочтительно, что напряжение может быть уменьшено, например до 1,5 В.
На фиг.5 изображен вариант осуществления изобретения и показаны точка 102 стыковки печатной платы и расположение выключателей 1010 и 1010'. На фиг.5 приведено расположение кнопки или выключателя 1010 или подобного элемента. Выключатель 1010 находится в разомкнутом состоянии, а выключатель 1010'- в замкнутом. Таким образом, может быть собрана информация о применении упаковки 100, и информация 106 может быть передана на анализ.
Упаковка 100 и проводники 101 могут быть выполнены на картонной подложке, на которой необходимые провода, выключатели, датчики и кнопки 1010, 1010' формируются путем печати или подобных способов. Работа выключателей и кнопок может основываться на эффектах прикосновения, емкостной связи, пьезоэлектричества или на некоторых других соответствующих эффектах.
В одном варианте осуществления изобретения проводники 101 напечатаны на упаковке путем технологии, описанной в документе W02009/135985. В одном варианте осуществления изобретения проводники 101 картонной упаковки выполнены в виде рисунка электрических элементов, нанесенного на картон. Кроме того, в общем случае, в другом варианте осуществления изобретения, проводники 101 картонной упаковки выполнены в виде рисунка, нанесенного на картон.
На примере, показанном на фиг.5, в одном варианте осуществления изобретения проводники 101 соединены с упаковкой и представляют собой, например ленточные проводники из ламинированного алюминия состыкованные с упаковкой 100 или встроенные в нее.
На фиг.6 показан микроконтроллер 1040, согласно варианту осуществления изобретения. В ином случае ссылка может относиться к контроллеру 1040. Микроконтроллер 1040 является блоком с относительно малым потребляемым током и предназначен для маломощных вариантов применения, характеризующихся, например следующими параметрами потребления электроэнергии: 150 мкА/3 В/1 МГц (тактовая частота). В одном варианте осуществления изобретения потребляемый ток микроконтроллера 1040 в спящем режиме составляет около 10-50 мкА. Однако изобретение не ограничивается этими значениями, и данная величина для микроконтроллера может варьироваться. Например, микроконтроллер 1040 является блоком с относительно малым потребляемым током, предназначенным для маломощных вариантов применения. Считывание информации, передаваемой по проводникам 101, осуществляется посредством АЦП или, в ином случае, посредством контактов ввода-вывода. Микроконтроллер 1040 содержит калиброванный емкостно-резистивный генератор, поэтому процессор не обязательно должен представлять собой полупроводниковый кристалл. Микроконтроллер содержит 8-битовый RISC-процессор (от англ. reduced instruction set computer - вычислительное устройство с сокращенным набором команд) или подобный процессор, чем, следовательно, обеспечивается достаточное количество каналов для соединения проводников 101 с процессором и микроконтроллером 1040. Кроме того, применение микроконтроллера 1040 характеризуется чрезвычайно низкими затратами на производство. Интерфейс между микроконтроллером 1040 и модемом 1044 может представлять собой интерфейс UART (от англ. universal asynchronous receiver-transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик) или SPI (от англ. serial peripheral interface - последовательный периферийный интерфейс), обеспечивающий последовательную передачу данных в модем 1044. Кроме интерфейсов UART и SPI могут использоваться другие подобные интерфейсы. Микроконтроллер 1040 является программируемым, поэтому для обеспечения связи и логического взаимодействия между проводниками 101 и модемом 1044 может быть реализовано множество функций и логических операций. Таким образом, микроконтроллер 1040 может иметь дополнительные запрограммированные в нем функции.
На фиг.7а и 7b показан интерфейс 102 между упаковкой 100 и модулем 104, согласно одному варианту осуществления изобретения. На фиг.7а показана зона контакта интерфейса 102, который содержит токопроводящие точки 1020 контакта (окружности на фиг.7а). Точки 1020 контакта могут представлять собой выступы, углубления или плоские поверхности. Их форма не обязательно должна быть круглой. Диаметр точки контакта может составлять, например 2 мм. Расстояние между соседними точками контакта может составлять, например 2 мм. Размер углубления для выступа должен соответствовать размеру выступа и может составлять, например около 4×2 мм. Одним из примеров физических размеров интерфейса 102 является диапазон 30-40 мм × 40-45 мм. Данные значения приведены исключительно для примера в качестве пояснения варианта осуществления изобретения. Понятно, что значения могут модифицироваться и изменяться в зависимости от конкретного применения, и настоящее изобретение не ограничивается этими значениями.
Интерфейс 102, а, следовательно, и упаковка 100 с модулем 102, могут разъединяться при приложении к ним сил, направленных в разные стороны. Интерфейс 102 может быть укреплен посредством стыковочных элементов 1021, при этом, если кромки достаточно тонкие, интерфейс 102 может разъединяться путем разрыва. Разрыв необязателен. Для разъединения могут использоваться подходящие инструменты.
Упаковка 100 и модуль 104 могут стыковаться друг с другом таким образом, что при вставке одного из этих объектов в другой стыковка обеспечивается благодаря соответствующим размерам данных объектов. Кроме того или в ином случае, внутренняя поверхность прорези может иметь гибкое дно, которое оказывает прижимающее воздействие на части, причем в точках 1020 образуется контакт, и упаковка 100 соединяется с модулем 104. Для создания дополнительной прижимающей силы могут использоваться, например пружина 700 или резиновый элемент.
На фиг.8 показан в качестве примера вариант осуществления изобретения, в котором упаковка 100 может быть больше или значительно больше стыкуемого с ней съемного модуля 104. Таким образом, согласно множеству вариантов осуществления изобретения, при помощи модуля 104 может контролироваться большее количество товаров и объектов в упаковке 100.
Необходимо отметить, что описаны различные варианты осуществления изобретения в отношении упаковки на основе пластика или волокна. В некоторых вариантах осуществления изобретения материал упаковки на основе пластика или волокна содержит картон. В иных случаях материал упаковки на основе пластика или волокна может содержать, например бумагу или другой подобный материал. В качестве альтернативы волокну в одном варианте осуществления изобретения может использоваться пластик, полимерная пленка и сходные материалы. В отношении вариантов осуществления изобретения необходимо отметить, что волокно и пластик также могут относиться по меньшей мере к вышеупомянутым материалам и их эквивалентам. Таким образом, подложкой 100 может быть почти любой изолирующий материал, которому придана плоская форма, волокно, волокнистая сетка, ткань, обои, покрытия, биоматериалы, керамическая подложка, стекло и проч. Подложка 100 может иметь покрытие или не иметь покрытия, а также может иметь основу из дерева или иную основу. Каждая подложка, используемая в упаковке, имеет свои преимущества и недостатки, которые следует принимать во внимание. Касательно температуры, подложка может выдерживать, например уровень температуры 200°С, главным образом до 250°С, предпочтительно до 300°С, с учетом точки плавления или деформируемости материала.
Кроме того, необходимо отметить, что помимо применения в сфере здравоохранения, множество вариантов осуществления настоящего изобретения также могут использоваться в других системах обслуживания абонентов и пользователей. Упаковка медицинского препарата с ее непрерывным контролем и сбором данных является только одним из множества возможных вариантов применения настоящего изобретения. Данное изобретение может применяться, например в системах сбора данных общего назначения. Могут считываться различные отметки времени, имеющие отношение к упаковке. Может обеспечиваться непрерывный контроль температуры упаковки, нагрузки на упаковку и т.д.
Результаты и объем изобретения
Подробные данные, изложенные в приведенном выше описании, носят исключительно поясняющий изобретение характер и не должны быть истолкованы как ограничивающие объем настоящего изобретения. Необходимо отметить, что множество подробных сведений могут сочетаться разнообразными способами в одном или нескольких вариантов применения изобретения. Специалисту понятно, что в оборудование могут вноситься различные модификации и изменения без отклонения от характеристик или сути настоящего изобретения.
1. Упаковка на основе пластика или волокна, содержащая интерфейс для механической стыковки и электрического соединения, съемным образом, модуля с упаковкой на основе пластика или волокна таким образом, что модуль не образует неотъемлемую часть упаковки, и в отсоединенном состоянии модуля интерфейс выполнен с возможностью стыковки и соединения с упаковкой другого съемного модуля, причем указанный модуль содержит беспроводной передатчик, а интерфейс и упаковка содержат проводники для передачи информации об упаковке на основе пластика или волокна от этой упаковки в указанный модуль, при этом интерфейс содержит токопроводящие точки контакта, через которые проводники соединяются с электрическими частями модуля, при этом беспроводной передатчик содержит модем, выполненный с возможностью осуществления мобильной телефонной связи посредством сети мобильной связи.
2. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что в ней содержится один или более проводников, напечатанных на этой упаковке и предназначенных для сбора данных об упаковке.
3. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что в ней содержится один или более проводников, состыкованных с этой упаковкой и предназначенных для сбора данных об упаковке.
4. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс содержит стыковочную станцию, посредством которой указанный модуль может быть механически состыкован и электрически соединен, съемным образом, с упаковкой.
5. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что проводники в упаковке выполнены с возможностью непрерывного контроля упакованных товаров и передачи информации об упаковке.
6. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что проводники содержат выключатель, переключатель, детектор, датчик или индикатор.
7. Упаковка по п. 6, отличающаяся тем, что работа указанного выключателя основана на эффекте индуктивной связи, магнетизма, прикосновения, емкостной связи или пьезоэлектричества.
8. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что упаковка является транспортной упаковкой, упаковкой для хранения, защитной упаковкой, например упаковкой медицинского препарата или пищевой упаковкой.
9. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что проводники в упаковке содержатвыдавливаемый детектор для регистрации события, соответствующего извлечению объекта из упаковки нажатием.
10. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс содержит изогнутую часть упаковки, при этом модуль может быть состыкован с этой изогнутой частью упаковки.
11. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейсная упаковка может вставляться в модуль и таким образом образовывать интерфейс.
12. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс имеет прорезь или выемку в упаковке для стыковки с модулем.
13. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс содержит стыковочный элемент для усиления механического контакта.
14. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что размеры упаковки и модуля выбраны из условия обеспечения механической стыковки и электрического соединения в интерфейсе.
15. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс содержит гибкий стыковочный элемент.
16. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль содержит передатчик и выполнен с возможностью беспроводной передачи информации об упаковке в систему.
17. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что беспроводное соединение является соединением мобильной связи, и модуль выполнен с возможностью обеспечения такого соединения.
18. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль содержит источник питания для подачи электрической энергии на модуль и через интерфейс на упаковку.
19. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль содержит контроллер для управления потреблением энергии в модуле.
20. Упаковка по п. 19, отличающаяся тем, что контроллер, находящийся в спящем режиме, при получении команды от упаковки активирует модуль на выполнение действия, соответствующего этой команде.
21. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль выполнен с возможностью хранения данных, соответствующих полученной команде, или беспроводной передачи данных, соответствующих полученной команде.
22. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль содержит контроллер для управления работой аккумулятора, потреблением энергии, отсчетом реального времени, работой напоминаний, сигнальным оповещением и передачей данных в модуль.23. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью синхронизации его генератора импульсов времени с данными о времени системы, получаемыми по беспроводному каналу связи от модема.
24. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что модуль имеет кожух для проведения с ним манипуляций независимо от упаковки.
25. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит картон, бумагу, бумажную подложку, пластик или пленку.
26. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит подложку, точка плавления или свойства деформируемости которой позволяют выдерживать температуру 300°C.
27. Упаковка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит подложку, точка плавления или свойства деформируемости которой позволяют выдерживать температуру ниже 200°C.
28. Устройство для беспроводной передачи данных, содержащее упаковку, охарактеризованную в одном из предшествующих пунктов.
29. Система для беспроводной передачи данных, содержащая упаковку на основе пластика или волокна; модуль; сервер, причем интерфейс, предусмотренный в указанной упаковке на основе пластика или волокна, выполнен с возможностью стыковки и соединения, съемным образом, указанного модуля с упаковкой, при этом указанный модуль содержит беспроводной передатчик, а интерфейс содержит проводники для передачи информации об упаковке на основе пластика или волокна от этой упаковки в указанный модуль и далее в указанный сервер посредством беспроводного передатчика, содержащего модем, выполненный с возможностью осуществления мобильной телефонной связи посредством сети мобильной связи, в результате чего эти данные поступают в указанный сервер, причем интерфейс содержит токопроводящие точки контакта, через которые проводники соединяются с электрическими частями модуля.
30. Способ беспроводной передачи данных, включающий следующие этапы: получение информации через интерфейс, выполненный с возможностью стыковки и соединения, съемным образом, модуля с упаковкой на основе пластика или волокна, причем указанный модуль содержит беспроводной передатчик, содержащий модем, выполненный с возможностью осуществления мобильной телефонной связи посредством сети мобильной связи, а указанная упаковка содержит проводники для передачи информации об упаковке; передача в указанный модуль данных, полученных от упаковки на основе пластика или волокна.
